考虑腐蚀影响与屈曲强度的液压折叠式舱口盖结构优化

液压舱口盖在承受集装箱载荷和风雨载荷过程中起着非常关键的作用.根据液压舱口盖的受力与变形特点,将优化理论应用于液压舱口盖结构优化设计中,建立了液压舱口盖结构优化模型.以液压舱口盖结构重量为目标函数,优化过程中考虑了强度、刚度和心曲等多种约束工况.在多种载荷作用下,优化了液压舱口盖结构,使优化后的液压舱口盖结构不但满足强度和刚度衡准要求,同时也满足屈曲强度要求.     

基于改进遗传算法的船体板架结构优化设计

为了有效降低船体板架振动幅度,针对当前船体板架结构,提出基于改进遗传算法的船舶板架结构优化方法。以遗传算法为核心,对当前船体板架结构优化设计变量求值,明确变量关系,划分当前板架结构元,根据船体板架不同部位的受力特征,将当前船体板架划分为梁元和壳元2个受力分区,通过弹性截面受力关系,确定其弹性系数,建立船体板架优化的目标函数,引入屈服强度和刚度2个参数,求取优化变量值,实现对当前船体板架结构的优化。实验数据表明,优化后的船体板架结构,横向振幅降低了23%,纵向振幅降低了29%,有效降低了船体板架振动幅度。     

大型船舶折叠式舱口盖结构优化设计

利用船级社规范公式设计的折叠式舱口盖,经常存在结构强度不足,不满足实际需求的情况。针对上述问题,对大型船舶折叠式舱口盖结构进行优化设计。根据原始方案分析舱口盖受力与变形特点,找出其中的不足,针对不足构建一个有限元优化模型,并对边界条件进行分析,在风雨载荷和集中箱载荷2种工况下,具体优化折叠式舱口盖结构,使其满足强度要求。对比结果表明:优化后的大型船舶折叠式舱口盖结构强度较优化前增加了14 MPa,基本达到了设计需求。     

干湿转换舱自动启闭舱口盖的设计及试验

针对ROV干湿转换舱耐压壳体的结构形式及试验需求,设计了供ROV出入的自动启闭舱口盖；利用PTC Creo软件建立了三维参数化模型,通过ANSYS有限元分析对自动启闭舱口盖进行了结构强度和刚度校核、舱口盖密封性能研究。通过在压力筒内进行了试验验证,证明了该舱口盖结构合理,工作可靠。     

大型船舶折叠式舱口盖结构优化

传统舱口盖结构设计方法下,盖板失稳临界载荷偏低,致使连接滑轮位置过密,影响舱口盖的固定性,因此对大型船舶折叠式舱口盖结构优化设计。该设计对舱口盖加筋,提升单块盖板承受载荷的能力;计算盖板受压屈曲,根据提升后的载荷值预设滚轮位置;计算载荷压力和摩擦力影响下,滚轮的承载力和轴向力,校正滚轮在折叠式舱口盖上的衔接节点。实验结果表明,与传统设计方法相比,此次提出的优化方法设计的舱口盖与导轨之间的契合度更高。由此可见,该设计满足当前大型船舶折叠式舱口盖的设计要求。     

基于均匀法的风雨载荷下折叠式舱口盖拓扑优化设计研究

本文以48500DWT散货船舱口盖为研究对象,提出改变传统折叠式舱口盖设计方法,引入拓扑优化的方法对舱口盖横梁腹板、纵桁腹板进行优化设计。通过ANSYS模拟仿真分析,找出最佳力传递路径的结构布置形式,根据优化结果提取节点信息,经过对拓扑优化后的模型进行二次优化,完善了拓扑优化的结果,使其材料布局形式更合理,研究结果表明,基于均匀法的拓扑优化方法运用于折叠式舱口盖的设计中,可改善舱口盖横梁腹板、纵桁腹板结构,保证其强度并且达到轻量化设计的目的,为舱口盖横梁腹板、纵桁腹板的结构设计提供参考依据。     

基于质量优化目标的舱口盖结构设计及强度校核

舱口盖在实际工程应用时，会对强度与质量同时提出较为严苛的设计指标，这对舱口盖的结构设计工作带来了挑战。鉴此，该文以俄罗斯Ice Resistant Self-Propelled Drifting Platform工程为例，提出一种基于质量优化目标的舱口盖设计思路。首先，分析了所研究舱口盖的功能要求，采用部分量比例优化的手段进行方案设计；然后，通过ABAQUS进行有限元强度与挠度校核，进一步探讨了结构的应力集中问题并提出方案对结构进行优化；最后，通过弧长法进行初始缺陷的非线性屈曲强度校核。结构优化后的舱口盖质量减轻4.3%，整体刚性提高11%，屈服强度和屈曲强度均满足要求。实际应用结果表明：该设计思路可为同类型舱口盖设计提供借鉴参考。     

箱型舱口盖结构强度直接计算方法研究

舱口盖可以保证货舱保持水密,防止进水。箱型舱口盖构造简单,小型船舶上使用广泛。本文针对箱形舱口盖在风雨载荷作用下的响应进行了直接计算。通过计算发现在约束点外有明显的应力集中现象,由于舱口盖为典型的单跨梁结构,提出把在约束点区域的应力集中隐藏,显示舱口盖的中部应力区域,这样更符合实际情况。为箱型舱口盖的直接计算提供借鉴。     

多用途船舱口盖的有限元分析及优化

文中针对多用途船的舱口盖上堆放集装箱的舱口盖进行有限元计算,得到舱口盖对应的应力分布和变形情况,提供一种舱口盖强度校核方法。同时研究不同板厚对舱口盖强度的影响,对舱口盖结构强度进行优化,使得舱口盖在较小的厚度下达到较高的强度,为以后舱口盖的设计提供依据。     

4900t散货船总体及结构设计特点

为提高船舶在航行运营过程中的安全性,增加船体强度,同时提高装卸货物时的便捷性,4 900 t散货船采用了双底双壳结构,货舱区舱口盖为液压折叠式并在货舱两端开启。介绍了主尺度和总体布置特点,分析了主要结构特征。该散货船根据中国船级社的规范进行设计,能够满足其中所规定的各项相关要求。     

潜艇圆筒形耐压壳体结构的分析与优化

本文讨论了潜艇圆筒形耐压壳体结构的分析与优化。强度分析采用迁移矩阵法,稳定性分析采用样条能量法。在此基础上,以壳体重量为目标函数对结构进行了优化设计。另外,还以潜艇典型耐压舱段为例讨论了变刚度肋骨对减轻重量的影响。为了方便初步设计,还给出了一些典型变刚度加肋圆柱壳的强度和稳定性近似分析公式。     

基于响应面法的SPS舱口盖结构多目标优化

本文以轻量化为前提,设计传统钢制板架舱口盖的钢聚氨酯夹层板(Steel-Polyurethane Sandwich plate,SPS)替代方案.对不符合结构刚度、强度要求的初步方案,采用基于BBD(Box-Behnken Design)设计的响应面法进行结构多目标优化设计,以结构变形和等效应力作为优化目标,结构尺寸及质量为约束条件,建立响应面模型,得到优化后的SPS舱口盖设计方案;并采用有限元仿真方法,对优化前后的方案进行了仿真计算,对优化目标进行了详细对比,验证了优化的有效性和必要性.对比结果表明:优化后的SPS舱口盖结构,在减重9.28％的情况下,变形减少了36.7％,应力降低了30.5％;说明采用响应面法对SPS舱口盖实现多目标优化可行,且优化效果明显.     

潜艇耐压圆柱壳结构的优化设计

本文根据结构特点,从解多目标优化问题的简单目标规划法出发,建立了一种单目标约束最优化的数学模型。用复形法求解后,根据材料屈服极限事实上是离散变量的实际情况,以重量最轻为目标函数作了第二阶段优化,并对壳板厚度、环向肋骨间距这两个连续变量作了专门处理,使设计变量都转化为规格化的离散变量,从而使优化设计更为实用。若干实例设计表明普通环肋圆柱壳结构优化方案明显优于原设计方案;在某些特定情况下,纵横加肋圆柱壳结构是一种优于普通环肋圆柱壳结构的结构形式。     

超长舱段加筋圆柱壳结构优化设计

针对超长舱段加筋圆柱壳结构,分别基于等刚度和变刚度的设计理念,采用遗传算法对其结构进行优化设计研究,探究了不同分段方案以及不同材料参数对其优化设计方案的影响,优化结果表明,当材料的屈服强度较低时,由于受到强度条件限制,分别采用变刚度和等刚度的设计理念优化得到结构方案差异较小;而当采用高强度材料时,稳定性为结构设计的积极约束条件,采用变刚度的设计理念可以得到重量更轻的设计方案;同时,不同的分段方案对优化结果也有一定的影响.     

水下爆炸作用下加筋圆柱壳结构协同优化设计

在系统级优化中,以协调优化目标值和独立优化目标值之间差异最小化为目标函数.采用由多岛遗传算法的构成的二级优化策略,对水下爆炸作用下加筋圆柱壳结构进行了静动态协同优化设计.分析表明优化后结构不仅具有更轻的质量而且使得结构的最大变形值更小,同时仍满足强度和刚度要求.     

载人潜器耐压球出入舱口加强形式对比研究

耐压球是载人潜器的主要承压结构形式之一,是保证潜器内部设备及人员安全的重要装备.耐压球壳上设有人员出入舱开口,对结构的强度影响较大,因此在进行耐压球壳设计时,通常会对于耐压球人员出入的开口进行加强设计,以降低开孔对于耐压球局部强度及刚度产生的影响.目前,我国对于出入舱口加强形式的设计并没有明确的规范要求.同时,尽管在设计时对于加强形式的确定需按照耐压壳的应用范围、加工条件的不同而区别选择,但目前尚无明确的依据或技术梳理.本文以一载人装备逃逸舱耐压球结构为基础,通过对于圆柱围壁加强、嵌入式围壁加强、壳板加强以及组合加强等开口加强形式的非线性强度极限分析,探讨不同开口加强形式的结构特点,为耐压球出入舱口形式的选择与设计提供技术依据.     

基于多目标遗传算法的约束阻尼柱壳结构优化

文章为了改进被动约束阻尼柱壳结构的减振特性,解决引入约束阻尼的合理分布问题,提出了一种基于多目标遗传算法的优化设计方法。建立了以振动模态的前两阶损耗因子和引入约束阻尼材料总质量比为优化目标,以约束层、阻尼层厚度和粘弹性材料剪切模量为设计变量的多目标函数。利用遗传算法对 Pareto 最优进行优化选择,避免了对目标函数值的直接计算。通过分析和比较优化前后结构的模态振动频率变化以及幅频响应,表明引入质量太多会影响柱壳结构固有特性,而优化后结构能够避免太多的质量引入,并且具有更好的减振效果。     

舰载直升机通用矩阵式系留座优化设计方法研究

为提高舰载直升机系留保障的通用性,舰船采用矩阵式系留座。针对矩阵式系留座的设计,建立了矩阵式系留座优化模型,与传统优化算法相比,该模型兼顾考虑两型舰载直升机的系留强度,采用了双目标模糊策略,使用罚函数处理索具长度约束和系留许用载荷约束,并基于粒子群算法进行寻优。通过某保障两型舰载直升机的舰船矩阵式系留座仿真算例分析,验证了模型和算法的可行性和优化效果。     

基于梁板结构的船舶系统可靠性分析及其优化

采用梁元和加筋板格元来模拟船舶空间结构,并建立相应的系统可靠性分析与优化模型。针对加筋板格可靠性分析中计算反向结点力向量时忽略加强筋影响而导致计算结果偏于保守的缺点,采用了完整加筋板格元的反向结点力向量和修正刚度矩阵,在此基础上采用分支限界法搜索系统主要失效模式并对其提出改进措施,保证了计算精度并提高了计算效率;运用界限搜索法求解模糊约束集的最优水平截集,进而求得系统可靠性约束下结构质量的模糊最优解,并与确定性优化设计结果对比,结果显示模糊优化模型具有更好的经济效益,可供工程借鉴使用。     

FPSO舱内T形大梁结构稳定性研究

T形梁作为浮式生产储卸油装置（floating production storage and offloading unit, FPSO）船体结构的主要受力构件，是FPSO船体强度与稳定性校核过程中的关键结构。但是，常用的规范中没有明确给出FPSO船体结构中T形梁的稳定性校核方案，相关的内容被分散在其他条例中，需要工程师依据自己的经验进行选择，不利于结构设计的规范化。此外，受到T形梁两端与背面的过渡肘板和支撑结构的刚度约束影响，规范中有关计算T形梁欧拉应力有效长度的条例无法直接应用。针对这些问题，该文通过总结各个船级社的规范，归纳出一套适用于FPSO船体结构中T形梁稳定性校核方案，并结合有限元模型，利用内置监测梁方法，准确确定欧拉应力有效长度。